Устройство для обработки сигна-лОВ пРиЕМНОй АНТЕННОй РЕшЕТКи Советский патент 1981 года по МПК H01Q3/44 

1

Изобретение относится к антенной т технике и может использоваться в приемных антенных решетках е когерентнооптической обработкой сигналов.

Известно устройство для обработки сигналов приемной антенной решетки, содержащее пространственно-временной модулятор света, каждалй канал которого подключен к излучателю антенной решетки (АР), и оптический . блок обработки сигналов, выполненный в виде последовательно расположенных первой собирающей сферической линзы, в задней фокальной плоскости которой установлен транспарант, и второй собиракнцей сферической линзы l .

Однако данное устройство для обрабсйки сигналов приемной антенной решетки предназначено для обработки сигналов только круговых АР (даже при незначительном отличии поверхности размещения излучателей от круговой АР происходит ухудшение направленных свойств устройства - снижается разрешающая способность и коэффициент направленного действия). Недостатком следует считать также принципиально одномерный обзор пространства по азимуту (для обзора пространства по углу места требуется набор

специальных съемных комплексных транспарайтов, что приводит к невозможности работы устройства в параллельном режиме). Кроме того, упомянутое устройство предполагает использование амплитудного транспаранта с низкой дифракционной эффективностью (большими потерями света), что снижает энергетическую эффективность

0 использования источника света.

Целью изобретения является улучшение направленных свойств антенной решетки с произвольным законом расположения излучателей.

5

Для достижения этой цели в устройство для обработки сигналов приемной антенной решетки , содержащее пространственно-временной модулятор света, каждый канал которого подклю0 -чен к излучателю антенной решетки, и оптический блок обработки сигналов, выполненный в виде последовательно расположенных первой собирающей сферической линзы, в задней фо5кальной плоскости которой установлен транспарант, и второй собирающей сферической линзы, соосно с оптичес,ким блохом обработки сигналов дополнительно установлены аналогичные

0 оптические блоки обработки сигналов,

при этом каждый транспарант выполне в виде кольца с экспоненциально-фазовым законом пропускания, радиус которого выбран уменьшающимся по мере увеличения порядкового номера оптического блока обработки сигнало а перед каждым оптическим блоком обработки сигналов на расстоянии, равном фокусному расстоянию первой собирающей сферической линзы, установлен дополнительный транспарант с распределением, пропорциональным удалению излучателей антенной решетки от плоскости ее проекции.

На чертеже схематически приведено предложенное устройство.

Устройство для обработки сигнало приемной антенной решетки содержит пространственно-временной модулятор 1 света (ПВМС), антенную решетку 2, оптический блок обработки сигналов, содержащий первую собирающую сферическую линзу 3, транспарант 4 и вторую собирающую сферическую линзу 5 , а также п дополнительных оптических блоков обработки сигналов, содержащих аналогичные элементы, при этом перед каждым оптическим блоком обработки сигналов установлен дополнительный транспарант б.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы , принятые излучателями АР 2 , управляют прозрачностью соответствующих каналов ПВМС 1. При просвечивании ПВМС 1 коллимирован- . ным лучом лазера в плоскости ПВМС 1 формируется плоская оптическая модель принимаемого неплоской АР 2 радиоизлучения. Транспарант 4, установленный в этой плоскости, комплексно сопряжен с искривленным волновым фронтом радиоволн, приходящих из кольцевой области, примыкающей к границе зоны обзора (угол места порядка 9 ). Сферические собирающие линзы 3 и 5 осуществляют Фурье - преобразование промодулированного и скорректированного по фазе коллимированного света, в резуль тате чего в кольцевой области первой спектральной плоскости фокусируются все образы, находящиеся в упомянутой кольцевой области углов. При умножении этих сфокусированных образов на транспарант 4 и последующем Фурье-преобразовании осуществляется их смещение относительно оси, в результате чего эта смещенная часть оптического поля не участвуетв дальнейшей компенсации фазового фронта в следующих оптических блоках обработки сигналов и остается сфокусированной вплоть до выходной .плоскости устройства. В задней фокальной плоскости второй собирающей сферической линзы 5 расположен аналогичный первому дополнительный транспарант б, который совместно с первым осуществляет коррекцию фазового фронта радиоволн, приходящих из кольцевой области углов, примыкающей к первой изнутри и т.д. Таким образом, в выходной плоскости устройства одновременно формируются сфокусированные образы всех источников радиоизлучения, находящихся в зоне обзора.

Количество оптических блоков обрботки сигналов тем больше, чем выше точность обработки,, шире зона параллельного обзора и значительнее среднеквадратическое отклонение элементов АР 2 от плоскости проекции, причем допустимая величина последнего определяется заданным уровнем коэффициента усиления и размером АР 2. Так, при коэффициенте усиления неплоской АР 2 не менее 90% -коэффициента усиления .плоской АР 2, максимано допустимое отклонение АР 2 от плоскости проекции не должно превышать 40% ее диаметра, если форма поверхности имеет вид косинуса на пьедестале.

Таким образом, предложенное устройство выгодно отличается от извесных тем, что оно позволяет осуществлять параллельный обзор пространства в двух угловых измерениях остронаправленными диаграммами направленности АР с произвольной формой поверхности. Кроме того, устройство может работать в динамическом режиме и компенсировать переменные деформации поверхности АР, Кроме того, в предложенном устройстве применены чисто фазовые транспаранты, не приводящие к потерям энергии светового излучения.

Формула изобретения

Устройство для обработки сигнало приемной антенной решетки, содержащее пространственно-временной модулятор света, каждый кангш которого подключен к излучателю антенной решетки, и оптический блок обработки сигналов, выполненной в виде последовательно расположенных первой собирающей сферической линзы, в задней фокальной плоскости которой установлен транспарант,и второй собирающей сферической линзы, о тлич ающееся тем, что, с целью улучшения направленных свойст антенной решетки с произвольным законом расположения излучателей, соосно с опти 1еским блоком обработки сигналов дополнительно установлены ансшагичные оптические блоки обработки сигналов, при этом каждый транспарант выполнен в виде кольца с экспоненциально-фазовым законом пропускания, радиус которого выбран

уменьшающимся по мере увеличения порядкового номера оптического блока обработки сигналов, а перед каждым оптическим блоком Обработки сигналов на расстоянии , равном фокусному расстоянию первой собирающей сферической линзы, установлен дополнительный транспарант с распределением, пропорциональным удсшению излучателей антенной решетки от плоскости ее проекции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Зарубежная радкоэлектроника, 1970, № 11, с. 24 (прототип).